CSC-News-Scan 1 Energie Klimafolgen

CSC-News-Scan 1
Mai 2011
Autoren: Steffen Bender, Paul Bowyer, Irene Fischer-Bruns, Markus Groth, Juliane Petersen, Susanne Pfeifer, Sandra
Pingel, Hinnerk Ries, Annegret Thieken, Claudia Wunram Projektmanager: Paul Bowyer Editor: Sandra Pingel
Der CSC News-Scan bietet einen Überblick über die neuesten Forschungsergebnisse zu Klima und Klimawandel
sowie deren Folgen. Ergebnisse der Grundlagenforschung zum Klimasystem finden dabei ebenso Berücksichtigung
wie Fragen der Energieversorgung, des Klimaschutzes, zu Anpassungsmaßnahmen oder der Kommunikation der
Klimaforschung. Mit dem News-Scan möchte das Climate Service Center Entscheidungsträger aus Politik und
Wirtschaft, Wissenschaftler unterschiedlichster Disziplinen sowie interessierte Laien über aktuelle Ergebnisse aus
der Forschung rund um den Klimawandel informieren. Die Original-Veröffentlichungen sind jeweils verlinkt, wobei
einige Fachpublikationen nicht öffentlich zugänglich sind.
Der News-Scan wird jeden Monat per E-Mail verschickt und kann auf www.climate-service-center.de abgerufen
werden. Wenn Sie in den Verteiler aufgenommen werden wollen oder für Anregungen und Kritik, senden Sie bitte
eine E-Mail an [email protected]
Energie
Sonderbericht des Weltklimarats zu erneuerbaren Energien und Klimaschutz
Inwiefern können erneuerbare Energien zum Klimaschutz beitragen? Dies ist die zentrale Frage des Sonderberichts
„Erneuerbare Energien und die Vermeidung des Klimawandels“ der Arbeitsgruppe III des Weltklimarats (IPCC). Am 9.
Mai wurde in Abu Dhabi eine 26-seitige Zusammenfassung für Entscheidungsträger vorgestellt. Der rund 900
Seiten umfassende Gesamtbericht wird voraussichtlich ab dem 31. Mai verfügbar sein. Die Zusammenfassung
verdeutlicht bereits das Potenzial der Erneuerbaren. So könnte dem optimistischsten der vier untersuchten
Hauptszenarien zu Folge bis zur Mitte des Jahrhunderts weltweit ein Anteil erneuerbarer Energien von 77 Prozent
erreicht werden. Im Zuge dessen besteht die Möglichkeit, bis zum Jahr 2050 rund 560 Milliarden Tonnen CO2
einzusparen. Damit wäre es noch möglich, das 2-Grad-Ziel zu erreichen, d.h. die globale Erwärmung auf 2 Grad im
Vergleich zum vorindustriellen Wert zu beschränken.
Grenzen der Onshore-Windkraft und ihre mögliche klimatische Wirkung
Spätestens seit der Atomreaktorkatastrophe von Fukushima sind sie wieder in aller Munde: erneuerbare Energien.
Doch die Erzeugung regenerativer Energien hat Grenzen. In einer Studie wurde nun erstmals versucht, die
natürlichen Grenzen der Onshore-Windenergie und die mit ihrer Nutzung verbundenen Klimawirkungen mit Hilfe der
Thermodynamik zu untersuchen. Die Wissenschaftler kommen zu dem Ergebnis, dass das Potenzial der Windkraft
noch lange nicht ausgeschöpft ist. Auf den verfügbaren Landoberflächen ergibt sich weltweit ein Potenzial für die
Erzeugung von 18 bis 68 Terrawatt jährlich. Im Jahr 2008 wurden weltweit jedoch erst 0,03 Terrawatt mit Hilfe von
Windkraft produziert. Doch eine maximale Nutzung der Windkraft hätte auch unerwünschte klimatische Auswirkungen.
Durch entsprechend viele Windturbinen käme es zu einer Durchmischung der Luftschichten, verbunden mit einem
ähnlichen klimatischen Effekt wie eine Verdopplung des CO2-Gehalts in der Atmosphäre.
Miller, L. et al.: „Estimating maximum global land surface wind power extract-ability and associated climatic
consequences“ Earth Syst. Dynam., 2, 1–12, 2011, doi: 10.5194/esd-2-1-2011
Klimafolgen
Biokraftstoffe: klimatische Wirkung des verstärkten Zuckerrohranbaus
Die Nachfrage nach Biokraftstoffen nimmt rasant zu. Doch wie wirkt sich der forcierte Anbau von Mais oder Zuckerrohr
auf das Klima aus? Eine Untersuchung befasste sich nun anhand des Fallbeispiels der brasilianischen Cerrado, der
größten Savannen-Region Südamerikas mit den direkten klimatischen Auswirkungen durch die Ausdehnung des
Zuckerrohranbaus. Die Auswertung der Fernerkundungsdaten zeigt, dass sich die Umwandlung existierender
Ackerflächen sowie Weideland in Zuckerrohranbauflächen in einem lokal kühlenden Effekt niederschlägt. Dagegen ist
die Umwandlung natürlicher Savannenvegetation mit einer Erwärmung verbunden. Somit kann eine umsichtige
Ausdehnung des Zuckerrohranbaus die Temperaturen des Cerrados sowohl direkt wie auch indirekt verringern helfen.
Loarie, S. et al.: „Direct impacts on local climate of sugar-cane expansion in Brazil“ Nature Climate Change 1, 105–109,
2011, doi: 10.1038/nclimate1067
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Dürren gefährden natürliche CO2-Senken
Die Regenwälder des Amazonas gehören zu den wichtigsten Senken für Kohlendioxid weltweit. Fällt diese Senke weg
bzw. wird ihre Fähigkeit, zusätzliches CO2 aufzunehmen geschwächt, etwa durch Dürren, hat dies weit reichende
Folgen für den Klimaschutz. Im Amazonas-Gebiet gab es in den Jahren 2005 und 2010 jeweils strenge Dürren.
Auswertungen von Satellitenaufnahmen haben dabei ergeben, dass die Dürre im vergangenen Jahr noch
verheerender war als die fünf Jahre zuvor. Außerdem wurde bestätigt, dass die Dürren zu einer Reduzierung der
Emissionsaufnahmefähigkeit geführt haben. Da Dürren im Rahmen des Klimawandels künftig häufiger auftreten
werden, sollte diese reduzierte Aufnahmefähigkeit sowohl bei Klimaschutz- als auch bei Anpassungsmaßnahmen
beachtet werden.
Xu, L. et al.: „Widespread decline in greenness of Amazonian vegetation due to the 2010 drought“ GEOPHYSICAL
RESEARCH LETTERS, VOL. 38, L07402, 4 PP., 2011, doi:10.1029/2011GL046824; Lewis, S. et al.: „The 2010
Amazon Drought“ Science 2011: Vol. 331 no. 6017 p. 554, doi: 10.1126/science.1200807
Rückgang der Biodiversität begünstigt Ausbreitung von Infektionskrankheiten
Viele Pflanzen- und Tierarten sind durch den Klimawandel in ihrer Existenz bedroht. Für den Menschen könnten sich
hieraus ernstzunehmende gesundheitliche Probleme entwickeln, denn ein Rückgang der Biodiversität könnte die
Ausbreitung von Infektionskrankheiten fördern. Zwar begünstigt eine hohe Biodiversität die Entstehung neuer
Infektionskrankheiten, da eine große Artenvielfalt einen Quell-Pool für Infektionskrankheiten darstellt, die Übertragung
von Infektionskrankheiten innerhalb und zwischen Arten wird durch eine hohe Biodiversität in vielen Fällen jedoch auch
gebremst. Ein Grund hierfür ist, dass nicht alle Arten gute Überträger für Infektionskrankheiten sind und bei hoher
Artenvielfalt somit die „Überträgerdichte“ und damit die Begegnungswahrscheinlichkeit zwischen zwei Überträgern
geringer ist. Hinsichtlich des Rückgangs der Biodiversität im Zuge des Klimawandels ist außerdem zu beachten, dass
gute Überträger häufig unverwüstliche Arten sind, die Änderungen in ihrem Lebensumfeld gut abfedern, und sich beim
Rückgang der Biodiversität behaupten können, wohingegen schlechte Überträger häufig zuerst vom Aussterben
bedroht sind.
Keesing, F. et al.: „Impacts of biodiversity on the emergence and transmission of infectious diseases“ Nature 468, 647–
652, 2010, doi: 10.1038/nature09575
Überschwemmungen nehmen durch anthropogene Emissionen zu
Dass der Klimawandel durch die Zunahme von Extremniederschlägen und das Schmelzen der Gletscher auch zu einer
Zunahme und Forcierung von Überschwemmungen führt, ist gemeinhin bekannt. Doch wie stark das
Überschwemmungsrisiko durch die Emission anthropogener Treibhausgase tatsächlich steigt, ist bisher noch wenig
erforscht. Eine Untersuchung des Herbsthochwassers im Jahr 2000 in England und Wales hat nun gezeigt, dass die
von Menschen verursachten Treibhausgasemissionen das Flutrisiko substantiell vergrößert haben. Die Ergebnisse
zeigen, dass die Treibhausgase in 9 von 10 Fällen das Flutrisiko um mehr als 20 Prozent und in 2 von 3 Fällen um
mehr als 90 Prozent erhöht haben. Der vorgelegte Ansatz zielt zwar nur auf die Treibhausgasbeteiligung ab,
verdeutlich aber die anthropogene Beteiligung an Auswirkungen durch den Klimawandel.
Pall, P. et al.: „Anthropogenic greenhouse gas contribution to flood risk in England and Wales in autumn 2000“ Nature
470, 382–385, 2011, doi: 10.1038/nature09762
Management von Hochwasserrisiken: RIMAX-Abschlussveröffentlichung
Im Forschungsprogramm „Risikomanagement extremer Hochwasserereignisse“ (RIMAX) wurden von 2005 bis
2009 rund 35 Projektverbünde in ganz Deutschland durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
gefördert. Unter dem Eindruck des August-Hochwassers 2002 standen extreme Hochwasserereignisse, welche einmal
in 100 Jahren oder seltener auftreten, aber große volkswirtschaftliche Schäden anrichten können, im Fokus der
Forschung. Neben zahlreichen wissenschaftlichen Veröffentlichungen ist nun als integrierende Abschlussveröffentlichung für Praktiker das Buch „Management von Hochwasserrisiken – mit Beiträgen aus den RIMAX-Forschungsprojekten“ erschienen. Dabei werden Grundbegriffe des Hochwassermanagements ebenso erläutert wie die Bedeutung
des Risikomanagements im Kontext des globalen Wandels thematisiert, das Hochwasserrisiko analysiert sowie ein
breites Spektrum an Maßnahmen zur Bewältigung eines Hochwassers sowie zur Minderung von Hochwasserschäden
vorgestellt.
Bruno Merz, Ruth Bittner, Uwe Grünewald und Klaus Piroth (Hrsg.): „Management von Hochwasserrisiken – mit
Beiträgen aus den RIMAX-Forschungsprojekten“, E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung, 39,90 Euro
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Klimasystem
Sommer 2010: noch extremer als 2003; Mega-Hitzewellen künftig immer wahrscheinlicher
Der Sommer 2010 war außergewöhnlich heiß, besonders betroffen waren Osteuropa und große Teile Russlands.
Sowohl die Temperaturanomalien als auch die räumliche Ausdehnung der Hitzewelle des Sommers 2003 wurden
überschritten. Die Folgen solcher „Mega-Hitzewellen“ sind u.a. Hitzetote, Missernten und Waldbrände. Laut einer
ersten Schätzung liegt der wirtschaftliche Schaden für Russland bei ca. 15 Milliarden US-Dollar. Regionalen
Multimodell-Experimenten zu Folge werden solche „Mega-Hitzewellen“ künftig immer wahrscheinlicher und in den
nächsten 40 Jahren rund 5- bis 10-mal häufiger auftreten als bisher. Allerdings war das Ausmaß des Sommers 2010
so extrem, dass mit der Wiederholung eines entsprechenden Ereignisses über Osteuropa und Russland bis zur
zweiten Hälfte des 21. Jahrhunderts vermutlich nicht mehr zu rechnen sein muss.
Barriopedro, D. et al.: „The Hot Summer of 2010: Redrawing the Temperature Record Map of Europe“ Science 8 April
2011: Vol. 332 no. 6026 pp. 220-224, doi: 10.1126/science.1201224
Langlebige Kondensstreifen wirken stärker erwärmend als junge
Wer kennt sie nicht, die langen weißen Streifen am Himmel, die hinter Flugzeugen entstehen? Diese jungen, zunächst
linienförmigen Kondensstreifen breiten sich unter günstigen Bedingungen mit der Zeit so weit aus, so dass sie kaum
noch von natürlichen Eiswolken, den Zirren zu unterscheiden sind. Ähnlich wie Treibhausgase wirken sie erwärmend
im Klimasystem. Denn die Eisteilchen in den Kondensstreifen lassen zwar die einfallenden Sonnenstrahlen
ungehindert zur Erde durch, sie halten jedoch die von der Erde abgestrahlte Wärme in der Atmosphäre zurück.
Forscher des Instituts für Physik der Atmosphäre am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt zeigten nun, dass
sich durch das Ausbreiten der Kondensstreifen deren Erwärmungseffekt um etwa das Neunfache erhöht.
Burkhardt, U., Kärcher, B.: „Global radiative forcing from contrail cirrus“ Nature Climate Change 1, 54–58, 2011, doi:
10.1038/nclimate1068
Der extreme Winter 2009/2010: ein natürliches Phänomen
Europa wurde im Winter 2009/2010 von einer Serie von Kältewellen heimgesucht, die auch Auswirkungen auf
Nordamerika und China hatte. Grund dafür war nicht etwa der Klimawandel, sondern eine negative Phase der so
genannten Nordatlantischen Oszillation (NAO). Die großräumigen Wettersysteme über dem Nordatlantik werden stark
durch die Intensität und Lage zweier Luftdruckgebilde beeinflusst, dem Island-Tief und dem Azoren-Hoch. Die
Luftdruckgegensätze zwischen diesen beiden Druckzentren werden als NAO bezeichnet und bestimmen die Intensität
der westlichen Strömung über dem Atlantik. Seit November 2009 war die Ausprägung beider Druckgebilde geringer
und die westlichen Winde waren deutlich schwächer als gewöhnlich, so dass die Nordhalbkugel von polarer Kaltluft
beherrscht wurde. Die Forscher des European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) untersuchten
nun die bekannte Hypothese, dass interne, dynamische Prozesse im Klimasystem für die negative NAO-Phase im
Winter 2009/2010 verantwortlich waren. Sie variierten hierfür in unterschiedlichen numerischen Experimenten
verschiedene Antriebsfaktoren wie die Meeresoberflächentemperatur, Meereisbedeckung, Einstrahlung, bodennahe
Lufttemperatur und tropische atmosphärische Zirkulation. Resultat war, dass starke Abweichungen einer jeden Größe
allein dieses Phänomen nicht hervorrufen konnten, was diese Hypothese stützt.
Jung, T. et al.: „Origin and predictability of the extreme negative NAO winter of 2009/10“ GEOPHYSICAL RESEARCH
LETTERS, VOL. 38, L07701, 5 PP., 201, doi: 10.1029/2011GL046786
Kommunikation
Verbindungen zwischen Extremwetter und Klimawandel verdeutlichen
Wer sein Hab und Gut schon einmal durch eine Flut verloren hat, glaubt eher, dass es einen Klimawandel gibt, als
jemand, der noch nicht von Extremwetterereignissen betroffen war, so das Ergebnis einer Studie aus
Großbritannien. Viele Menschen sind inzwischen wieder skeptischer, dass der Klimawandel auf den Menschen
zurückzuführen ist bzw. nehmen diesen als weniger beängstigend wahr, als es Forschungsergebnisse suggerieren. Der
Klimawandel wird oft nur als ein fernes Phänomen empfunden, von dem man selbst nicht betroffen ist. Wer dagegen
schon einmal die möglichen Folgen des Klimawandels am eigenen Leib erfahren hat, zeigt sich hinsichtlich des
Themas besorgter und hat auch eher das Gefühl, dass seine Handlungen Auswirkungen auf das Klima haben. In der
Kommunikation zu Klimawandel und Klimaschutz könnte es deshalb hilfreich sein, eine Verbindung zwischen
Extremwetterereignissen und Klimawandel herzustellen, um dessen Tragweite zu verdeutlichen.
Spence, A. et al.: „Perceptions of climate change and willingness to save energy related to flood experience“ Nature
Climate Change 1, 46–49, 2011, doi: 10.1038/nclimate1059
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Fächerübergreifend zusammenarbeiten
Eine große Herausforderung an die Klimawissenschaft besteht darin, ihre Ergebnisse zu kommunizieren. Durch die
zunehmende Spezialisierung und Vielfältigkeit sowohl der Klimawissenschaft wie auch der zu Informierenden und ihren
Anforderungen, wird die Kommunikation weiter erschwert. Statt eines reinen Unterrichtens durch die Klimawissenschaft
sollte die Kommunikation das Zuhören in Form von Feedback-Evaluation beinhalten. Diese Kommunikation kann
nicht von der Klimawissenschaft allein geleistet werden. Stattdessen sind fächerübergreifende Teams aus Klima-,
Verhaltens- und Kommunikationswissenschaftlern, organisiert in institutionalisierten Rahmen notwendig. Misserfolge in
der Kommunikation verringern durch gegenseitigen Vertrauensverlust hingegen die Chancen auf eine zukünftig
bessere Kommunikation.
Pidgeon, N., Fischhoff, B.: „The role of social and decision sciences in communicating uncertain climate risks“ Nature
Climate Change 1, 35–41, 2011, doi: 10.1038/nclimate1080
Anpassung
Umsiedlung von Unternehmensstandorten
In einigen Regionen und Sektoren ist bereits zu beobachten, dass Firmen ihre Produktionsstandorte aufgrund des
Klimawandels verlagern. Entweder als Folge eines extremen Ereignisses mit schweren Zerstörungen wie z.B. Hurrikan
Katrina 2005 oder extremen Trockenheiten wie in Kenia, Äthiopien und Australien bzw. in Folge einer allmählichen
Klimaänderung, wie sie z.B. in Kalifornien bereits zu einer Verschiebung von Weinanbaugebieten führt.
Entsprechenden Standortwechseln gehen meist langwierige Entscheidungsprozesse voraus. Das vorliegende Paper
zeigt auf, wie ein Standortwechsel in eine dreistufige Klimaanpassungsplanung integriert werden kann. So gilt es
zunächst, die Klimafolgen für den Firmenstandort zu erfassen und zu bewerten und deren Einfluss auf Ressourcen,
Zulieferer und Kunden, Veränderungen in Wirtschaft, Technologie, Politik und Gesellschaft zu berücksichtigen. Daran
sollte eine Analyse der Machbarkeit der geographischen Verlagerung des Firmenstandortes sowie eine Kosten-NutzenRechnung einer Umsiedlung anschließen.
Linnenluecke, M. et al.: „Firm relocation as adaptive response to climate change and weather extremes“ Global
Environmental Change 21: 123-133, 2011